高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專項(xiàng)突破三 電化學(xué)高考命題的探究課件

專項(xiàng)突破三電化學(xué)高考命題的探究電化學(xué)知識(shí)是歷年高考的命題重點(diǎn),幾乎每年高考中都有所涉及,有時(shí)出現(xiàn)在選擇題中,有時(shí)出現(xiàn)在非選擇題中。隨著全球能源逐漸枯竭,研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫,因此,化學(xué)中的新型電源成為科學(xué)家研究的重點(diǎn)方向之一,也成了高考的高頻考點(diǎn)。高考中的新型化學(xué)電源有“氫鎳電池”“高鐵電池”“鋅錳堿性電池”“海洋電池”“燃料電池”“鋰離子電池”“銀鋅電池”“紐扣電池”等,一般具有高能環(huán)保、經(jīng)久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)高等特點(diǎn)。由于該類試題題材廣、信息新、陌生度大,因此許多考生感覺難度大。雖然該類試題貌似新穎,但應(yīng)用的解題原理還是原電池的知識(shí),只要細(xì)心分析,得分比較容易。考法突破考法突破一、命題規(guī)律一、命題規(guī)律1.新型電池的正、負(fù)極的判斷新型電池的正、負(fù)極的判斷題目一般會(huì)給出相應(yīng)的反應(yīng)物、生成物或反應(yīng)方程式,只要根據(jù)元素的價(jià)態(tài)去分析即可:新型電池中元素化合價(jià)升高負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)元素化合價(jià)降低正極發(fā)生還原反應(yīng)2.書寫新型電池的電極反應(yīng)式書寫新型電池的電極反應(yīng)式第一步:分析物質(zhì)得失電子情況,據(jù)此確定正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。第二步:分析電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。第三步:寫出比較容易書寫的電極反應(yīng)式。第四步:若有總反應(yīng)式,可用總反應(yīng)式減去第三步中的電極反應(yīng)式(電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等),即得另一極的電極反應(yīng)式。3.新型電池充、放電時(shí)各物質(zhì)變化的判斷新型電池充、放電時(shí)各物質(zhì)變化的判斷電池充電的實(shí)質(zhì)是把放電時(shí)發(fā)生的變化再復(fù)原的過程,即放電是原電池、充電是電解的過程,如鉛蓄電池放電、充電的變化為放電時(shí)充電時(shí)負(fù)極:Pb PbSO4 陰極:PbSO4 Pb正極:PbO2 PbSO4 陽極:PbSO4 PbO24.新型電池中離子的移動(dòng)方向新型電池中離子的移動(dòng)方向在原電池內(nèi)部,陰離子移向負(fù)極、陽離子移向正極。這是因?yàn)樨?fù)極失電子,生成大量陽離子積聚在負(fù)極附近,致使該極附近有大量正電荷,所以溶液中的陰離子要移向負(fù)極;正極得電子,該極附近的陽離子因得電子生成電中性的物質(zhì)而使該極附近帶負(fù)電荷,所以溶液中的陽離子要移向正極。雖然從微觀上講不參與電極反應(yīng)的離子也會(huì)發(fā)生移動(dòng),但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。5.多池串聯(lián)問題多池串聯(lián)問題多個(gè)電池“串聯(lián)”在一起,但沒有外接直流電源時(shí),兩個(gè)電極活潑性差異最大的裝置為原電池,其余均為電解池。6.電化學(xué)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合電化學(xué)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合電化學(xué)知識(shí)中涉及對(duì)電極材料、電解液中的離子等的分析,因而就容易與化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合在一起進(jìn)行考查,如電解液的制備、凈化,電極反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗(yàn),電化學(xué)裝置的設(shè)計(jì)等,提高了試題的綜合度。7.在元素推斷題中滲透電化學(xué)內(nèi)容在元素推斷題中滲透電化學(xué)內(nèi)容元素推斷是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容,為了拓展知識(shí)考查的寬度,體現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的密切相關(guān)性,故常在該類問題中設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的電化學(xué)知識(shí)。8.原電池與化學(xué)平衡相結(jié)合原電池與化學(xué)平衡相結(jié)合將自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,根據(jù)陰、陽離子的移動(dòng)來考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理。二、解題流程二、解題流程典例典例1如圖所示,甲池的總反應(yīng)式為N2H4+O2 N2+2H2O。下列說法正確的是() A.甲池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式為N2H4-4e- N2+4H+B.乙池中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為4OH-4e- 2H2O+O2C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小D.甲池中每消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上則會(huì)析出6.4 g固體答案答案 B 解析解析A項(xiàng),甲池的電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液,因此負(fù)極不可能生成H+,正確的電極反應(yīng)式為N2H4-4e-+4OH- N2+4H2O;B項(xiàng),乙池中石墨電極是陽極,OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng);C項(xiàng),甲池總反應(yīng)生成了水,則氫氧化鉀溶液濃度變小,pH減小;D項(xiàng),根據(jù)各個(gè)電極流過的電量相等知N2H42Cu,則消耗0.1 mol N2H4,乙池電極上會(huì)析出12.8 g銅。1-1空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),RFC 是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的充電電池。下圖為RFC的工作原理示意圖,下列有關(guān)說法中正確的是()A.當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),a極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L O2B.b極上發(fā)生的電極反應(yīng)是4H2O+4e- 2H2+4OH-C.c極上發(fā)生還原反應(yīng),B中的H+可以通過隔膜進(jìn)入AD.d極上發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4H+4e- 2H2O答案答案 C由題圖可知a為陰極,b為陽極,則氣體X為H2,氣體Y為O2;c為正極,d為負(fù)極。正極、陰極發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極、陽極發(fā)生氧化反應(yīng),A、B、D錯(cuò)誤;在原電池中陽離子移向正極,C正確。1-2用酸性甲醛燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,下列說法中正確的是()C.當(dāng)燃料電池消耗2.24 L甲醛氣體時(shí),電路中理論上轉(zhuǎn)移0.2 mol e-D.燃料電池工作時(shí),負(fù)極反應(yīng)為HCHO+H2O-2e- HCOOH+2H+ A.當(dāng)a、b都是銅時(shí),電解的總反應(yīng)方程式為2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2B.燃料電池工作時(shí),正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e- 4OH-答案答案 D氧氣在正極通入,甲醛在負(fù)極通入,因此a是陰極,b是陽極。當(dāng)a、b都是銅時(shí),相當(dāng)于是銅的精煉,A錯(cuò)誤;電解質(zhì)為酸性電解質(zhì),則正極反應(yīng)為O2+4H+4e- 2H2O,B錯(cuò)誤;2.24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是0.1 mol,則不能計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),C錯(cuò)誤;負(fù)極甲醛失去電子轉(zhuǎn)化為甲酸,D正確。典例典例2如圖是一套電化學(xué)裝置,對(duì)其有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.裝置A是原電池,裝置B是電解池B.反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置B中溶液pH增大C.a口若通入1 mol CH4,d口可產(chǎn)生4 mol氣體D.a口通入C2H6時(shí)的電極反應(yīng)為C2H6-14e-+18OH-2C+12H2O23OB答案答案 B解析解析A項(xiàng),根據(jù)圖示可以判斷,A為原電池,B為電解池;B項(xiàng),電解H2SO4溶液,實(shí)際上是電解水,所以裝置B中溶液pH減小;C項(xiàng),若a口通入1 mol CH4,d口產(chǎn)生的是H2,根據(jù)得失電子守恒應(yīng)產(chǎn)生4 mol H2。2-1某同學(xué)按下圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A、B為兩種常見金屬,它們的硫酸鹽可溶于水,當(dāng)K閉合時(shí),Y極上產(chǎn)生黃綠色氣體。下列分析正確的是()A.溶液中c(A2+)減小B.B極的電極反應(yīng)式:B-2e- B2+C.Y電極上有Cl2產(chǎn)生,發(fā)生還原反應(yīng)D.反應(yīng)初期,X電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀D答案答案 D根據(jù)Y極有黃綠色氣體生成可知,Y極的電極反應(yīng)式為2Cl2e- Cl2,即Y為電解池的陽極,則B為原電池的正極,A為原電池的負(fù)極。A項(xiàng),A極的電極反應(yīng)式為A-2e- A2+,溶液中c(A2+)增大;B項(xiàng),B極為正極,發(fā)生還原反應(yīng);C項(xiàng),Y極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng);D項(xiàng),X電極上H+放電,則c(H+)減小,c(OH-)增大,OH-與Al3+結(jié)合會(huì)形成Al(OH)3白色膠狀沉淀。2-2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONH2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置,同時(shí)利用此裝置的電能在鐵上鍍銅。下列說法中正確的是()A.H+透過質(zhì)子交換膜由右向左移動(dòng)B.銅電極應(yīng)與X相連接C.M電極的反應(yīng)式:H2NCONH2+H2O-6e-CO2+N2+6H+D.當(dāng)N電極消耗0.25 mol氣體時(shí),則鐵電極增重16 g答案答案 CA項(xiàng),由圖甲可知,O2在N電極上發(fā)生還原反應(yīng),故N為正極,H+移向正極;B項(xiàng),由于乙裝置是Fe上鍍銅,所以Cu為陽極,接電源正極,故與Y相連;C項(xiàng),甲裝置生成環(huán)境友好物質(zhì);D項(xiàng),O2+4e-+4H+2H2O,Cu2+2e-Cu,所以O(shè)22Cu,故當(dāng)N電極上消耗0.25 mol氣體時(shí),鐵電極增重32 G。